Rusto on pehmeä kuitukudos nivelen ympärillä. Rusto peittää nivelten molemmat päät, kuten ihmisen polven, jotta ne voivat liikkua sujuvasti toistensa kanssa ilman, että alla oleva luukudos on päällä. Rusto suojaa kävelyä, juoksemista tai nostamista painavalta kuormitukselta.
Nyt Wall Street Journal -lehdessä julkaistussa artikkelissa Leedsin yliopiston ja Lontoon Imperial College -tutkijat ovat ilmoittaneet, että he ovat toistaneet ruston ominaisuudet synteettisessä itsevoitelevassa materiaalissa, joka vaatii vain satunnaisia vesiruiskutuksia.
Chen Gen: keinotekoinen" rusto" ;, uusi kantava materiaali, joka jäljittelee luontoa
Itse asiassa ruston erityiset kantavat ominaisuudet ovat saaneet tutkijat yrittämään luoda synteettistä materiaalia, jolla on ruston ominaisuuksia monien vuosien ajan. Mutta toistaiseksi niiden tulokset ovat olleet ristiriitaisia. Varhaisissa yrityksissä kehittää keinotekoisia rustojärjestelmiä tutkijat pyrkivät keskittymään hydrogeelien käyttöön. Hydrogeelit vettä absorboivana materiaalina voivat vähentää kitkaa hyvin, mutta ne toimivat huonosti paineen alla.
Erityisesti aikaisemmat materiaalit ovat huokoisia matriiseja, jotka koostuvat kollageenikuidusta, proteoglykaaniproteiinista ja elastiinikuidusta. Matriisi absorboi nivelten muodostamaa viskoosia nestettä, jota kutsutaan nivelnesteeksi. Kun nivelet liikkuvat, toisiinsa liitetyt rustopinnat vapauttavat nestettä vähitellen voitelun aikaansaamiseksi. Yksi ongelma on, että hydrogeelin puristamisen jälkeen normaalin muodon palautuminen vie aikaa.
Nyt Leedsin yliopiston tohtori SIAVASH soltanahmadi johtaa instituutin ja Lontoon Imperial Collegen tutkijat omaksuneet toisenlaisen lähestymistavan. He käyttävät edelleen hydrogeeliä, joka voi absorboida ja vapauttaa voiteluaineita, mutta tämä geeli sisältyy huokoiseen tukimatriisiin, jota kutsutaan poly-kaksi-metyylisiloksaaniksi (PDMS).
Kun hydrogeeli / polymeerimateriaaliin kohdistuu puristusvoima, polymeeri voi saada voitelugeelin kestämään 14-19 kertaa omaa lujuuttaan. Itse asiassa materiaalin kimmomoduuli on lähellä luonnollisen ruston elastisuutta.
Tutkijat uskovat, että kyvyllä käyttää vettä tehokkaana voiteluaineena on laaja valikoima sovelluksia esimerkiksi energiantuotannossa ja lääketieteellisissä laitteissa. Tämä edellyttää kuitenkin yleensä erilaista lähestymistapaa kuin perinteiset tekniset järjestelmät, joissa käytetään tyypillisesti öljypohjaisia voiteluaineita ja kovia pintapäällysteitä. Tämä projekti auttaa heitä ymmärtämään paremmin näitä vaatimuksia ja kehittämään uusia työkaluja niiden täyttämiseksi.
Uudet rustopohjaiset materiaalit saattavat tulevaisuudessa haastaa monet perinteiset öljyvoitelujärjestelmät. Tutkimus on julkaistu Applied Polymer materials -lehdessä.
